DE102015201048A1 - Method for producing a carbon layer on an output structure and microelectromechanical or semiconductor structure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer mikroelektromechanischen oder einer Halbleiter-Struktur, mit den Schritten – Bereitstellen einer Ausgangsstruktur, deren Oberfläche zumindest Abschnitte bestehend aus Siliziumdioxid aufweist, – Bereitstellen eines Ausgangsstoffes oder einer Mischung mehrerer Ausgangsstoffe, welche in einem LPCVD-Prozess eine Mischung aus Kohlenstoff, Silizium und Chlor abgeben – Einbringen der Ausgangsstruktur und des einen oder der Mischung der Ausgangsstoffe in den LPCVD-Prozess und damit – Abscheiden einer Kohlenstoffschicht auf den aus Siliziumdioxid bestehenden Abschnitten der Ausgangsstruktur sowie eine mikroelektromechanische oder Halbleiterstruktur, welche nach dem Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing a microelectromechanical or a semiconductor structure, comprising the steps of providing an initial structure whose surface comprises at least portions consisting of silicon dioxide, providing a starting material or a mixture of a plurality of starting materials, which in a LPCVD process is a mixture from carbon, silicon and chlorine - introducing the starting structure and the one or the mixture of the starting materials in the LPCVD process and thus - depositing a carbon layer on the silicon dioxide existing portions of the starting structure and a microelectromechanical or semiconductor structure, which is produced by the method ,
Description
Stand der Technik State of the art
In der Literatur sind verschiedene Verfahren beschrieben, Kohlenstoffschichten auf einem MEMS-(= Mikro-Elektro-Mechanischer Sensor)- oder einem Halbleitersubstrat aufzubringen. Various methods are described in the literature for applying carbon layers on a MEMS (= micro-electro-mechanical sensor) or a semiconductor substrate.
Bekannt ist etwa das Ablösen einer Kohlenstoffschicht von einem Graphitblock oder HOPG (Highly Oriented Pyrollytic Graphite) mittels eines Klebebandes, Übertragen der Schicht auf das Substrat und anschließendes Auflösen des Klebebandes. Mit diesem Verfahren können nur relativ zufällig positionierte und orientierte Kohlenstoffflocken auf dem Substrat erzeugt werden. Zudem handelt es sich um ein manuell durchzuführendes Verfahren, sodass es sich für die industrielle und insbesondere Großserienanwendung nicht eignet.It is known, for example, the detachment of a carbon layer from a graphite block or HOPG (Highly Oriented Pyrolytic Graphite) by means of an adhesive tape, transfer of the layer to the substrate and subsequent dissolution of the adhesive tape. With this method, only relatively randomly positioned and oriented carbon flocks can be produced on the substrate. In addition, it is a manual procedure, so it is not suitable for industrial and in particular large-scale application.
Bekannt ist auch das Zersetzen organischer Materialien auf einem Substrat. Dabei entstehen alle möglichen Kohlenstoffkonfigurationen. Also known is the decomposition of organic materials on a substrate. This creates all possible carbon configurations.
Bekannt ist auch die Aufbringung von Kohlenstoffschichten mittels epitaktischen Wachstums. Die dafür benötigten metallischen Substrate sind im Bereich der Halbleiterfertigung nicht vorgesehen. Also known is the deposition of carbon layers by means of epitaxial growth. The required metallic substrates are not provided in the field of semiconductor manufacturing.
Bekannt ist auch der Effekt einer temperaturabhängigen Löslichkeit des Kohlenstoffs in Übergangsmetallen, wobei bei rapidem Absenken der Temperatur Kohlenstoff ausfriert. Hierfür sind wiederum Metalle auf dem Substrat erforderlich. Also known is the effect of a temperature-dependent solubility of the carbon in transition metals, which freezes the carbon at rapid lowering of the temperature. For this purpose, in turn, metals on the substrate are required.
Bekannt ist auch das Abdampfen von Silizium aus einem Siliziumkarbidkristall mit geeigneter Kristallorientierung an der Oberfläche. Durch das Fehlen des Siliziums orientiert sich der Kohlenstoff in einer gewünschten Konfiguration um. Hierfür werden hohe Temperaturen sowie sehr teures Siliziumkarbid-Substrat benötigt. Also known is the evaporation of silicon from a silicon carbide crystal with a suitable crystal orientation at the surface. Due to the absence of silicon, the carbon orients itself in a desired configuration. For this purpose, high temperatures and very expensive silicon carbide substrate are needed.
Weiterhin ist bekannt, dass in einem LPCVD-Prozess bei Verwendung eines reinen Silizium-Precursors und einer ausreichenden Menge Chlor keine Siliziumabscheidung auf einem mit SiO2 beschichteten Substrat stattfindet (s. z.B.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Abscheideverfahren im LPCVD-Prozess für Kohlenstoffschichten, das für einen MEMS-(= Mikro-Elektro-Mechanischer Sensor)-Prozess bzw. einen Halbleiterprozess geeignet ist. Die dabei erzeugte besondere Kohlenstoffkonfiguration macht diese Erfindung für neuartige Anwendungen auch im Nanobereich interessant. LPCVD (englisch: Low Pressure Chemical Vapor Deposition = Niederdruck Gas Phasen Abscheidung) bezeichnet einen chemischen Prozess zur Erzeugung von Schichten auf Substraten im Rahmen der Herstellung von mikromechanischen Sensoren oder Halbleiterstrukturen.The present invention describes a deposition process in the LPCVD process for carbon films, which is suitable for a MEMS (= micro-electro-mechanical sensor) process or a semiconductor process. The particular carbon configuration produced thereby makes this invention interesting for novel applications in the nanoscale. LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) refers to a chemical process for the production of layers on substrates in the context of the production of micromechanical sensors or semiconductor structures.
Der erfindungsgemäße LPCVD Prozess ermöglicht die Abscheidung von dünnen Kohlenstoffschichten auf einer Schicht aus Siliziumdioxid (SiO2). Die wesentliche Idee dieses LPCVD Prozesses ist, dass neben dem Kohlenstoff-Precursor Chlor und Silizium verwendet wird. Infolge dessen scheidet sich bei den gewählten Prozessparametern auf dem SiO2, trotz des Siliziumanteils in der Prozessgasatmosphäre, keine Silizium und auch Silizium-Kohlenstoffverbindung ab, sondern eine reine Kohlenstoffschicht ab. Im Gegensatz zu vielen Prozessen zur Abscheidung von Kohlenstoffschichten, wie u.a. auch diamantähnlichen Kohlenstoffen (DLC = englisch: Diamond Like Carbon), handelt es sich bei diesem Prozess nicht um einen plasmaunterstützen Prozess, sondern um einen rein thermisch aktivierten Prozess, welcher in vorteilhafterweise die Abscheidung im Batch ermöglicht, d.h. viele Substrate werden parallel beschichtet Auch ist es nicht notwendig, Metallkatalysatoren zur Zersetzung von Kohlenstoffausgangsstoffen (Precursor) zu verwenden, wie es für bekannte Kohlenstoff-Abscheideprozesse der Fall ist. The LPCVD process according to the invention makes it possible to deposit thin carbon layers on a layer of silicon dioxide (SiO 2 ). The main idea of this LPCVD process is that in addition to the carbon precursor chlorine and silicon is used. As a result, in the selected process parameters on the SiO 2 , despite the silicon content in the process gas atmosphere, no silicon and also silicon-carbon compound are deposited, but rather a pure carbon layer. In contrast to many processes for the deposition of carbon layers, such as diamond like carbon (DLC = English: Diamond Like Carbon), this process is not a plasma-assisted process, but a purely thermally activated process, which advantageously the deposition In addition, it is not necessary to use metal catalysts for the decomposition of carbon precursors, as is the case for known carbon deposition processes.
Die Erfindung eignet sich zum Aufbringen von Kohlenstoffschichten auf einem MEMS-(= Mikro-Elektro-Mechanischer Sensor)- oder einem Halbleitersubstrat. Die Erfindung eignet sich insbesondere auch für, insbesondere automatisierte, Großserien-Herstellung bei hoher Verlässlichkeit und Prozesssicherheit und ermöglicht geringe Ausschussraten. The invention is suitable for applying carbon layers on a MEMS (= micro-electro-mechanical sensor) or a semiconductor substrate. The invention is also particularly suitable for, in particular automated, mass production with high reliability and process reliability and allows low reject rates.
Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine flächige und gezielte Abscheidung einer Kohlenstoffschicht auf definierten und wählbaren Positionen eines Halbleiter-Material-Wafers. Es werden keine für die Halbleiterindustrie ungewöhnlichen oder ungeeigneten Startschichten benötigt, als Startschicht für die Kohlenstoffschicht kann Siliziumdioxid (SiO2) dienen. Es werden keine Metalle benötigt. Die Kohlenstoffschicht kann insitu mechanisch und elektrisch kontaktiert werden. Es handelt sich um einen LPCVD-Prozess, der ohne spezielle Anlagenmodifikationen auskommt und mit etablierten Prozessgasen durchgeführt werden kann. The invention advantageously enables a planar and targeted deposition of a carbon layer on defined and selectable positions of a semiconductor material wafer. No starting layers which are unusual or unsuitable for the semiconductor industry are required, silicon dioxide (SiO 2 ) can serve as a starting layer for the carbon layer. There are no metals needed. The carbon layer can be mechanically and electrically contacted in situ. It is an LPCVD process that requires no special system modifications and can be carried out with established process gases.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Kohlenstoffschichten weisen hinlänglich bekannte, vorteilhafte Eigenschaften auf. Dies sind u.a. eine hohe elektrische Leitfähigkeit, hohe Beweglichkeit der Ladungsträger und eine hohe mechanische Belastbarkeit der wenige Nanometer dicken Kohlenstoffschicht. The carbon layers produced by the process according to the invention have well-known, advantageous properties. These are u.a. a high electrical conductivity, high mobility of the charge carriers and a high mechanical strength of the few nanometers thick carbon layer.
Eine vorteilhafte Eigenschaft besteht in einer hohen elektrischen Leitfähigkeit der Kohlenstoffschicht verbunden mit einer hohen Beweglichkeit der Ladungsträger. Damit eignen sich die Schichten beispielsweise zur Herstellung von THz-Transistoren, von Kondensatoren mit hoher Energiedichte und zur Speicherung großer Energiemengen, sogenannter Supercaps sowie von Batterien, des weiteren von Hall-Effekt basierten Magnetsensoren und von transparenten Leiterbahnen oder Elektroden, beispielsweise für Displays. An advantageous property consists in a high electrical conductivity of the carbon layer combined with a high mobility of the charge carriers. Thus, the layers are suitable, for example, for the production of THz transistors, capacitors with high energy density and for storing large amounts of energy, so-called supercaps and batteries, the further Hall effect-based magnetic sensors and transparent interconnects or electrodes, for example for displays.
Die erzeugten Kohlenstoffschichten ermöglichen weiterhin eine chemische Funktionalisierung, etwa zur Verwendung für oder in Gassensoren oder der Medizintechnik.The carbon layers produced also allow chemical functionalization, such as for use in or in gas sensors or medical technology.
Die erzeugten Kohlenstoffschichten weisen des weiteren eine hohe mechanische Belastbarkeit bei geringer Dichte mit zusätzlich piezoresistiven bzw.- auch piezoelektrischen Eigenschaften auf und eignen sich somit beispielsweise für eine Anwendung in Federstrukturen für Resonatoren wie z.B. Mikrospiegel oder Inertialsensoren. The carbon layers produced also have a high mechanical strength at low density with additional piezoresistive or piezoelectric properties and thus are suitable for example for use in spring structures for resonators such. Micromirrors or inertial sensors.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei die Schritte
- – Bereitstellen einer Ausgangsstruktur, deren Oberfläche zumindest Abschnitte bestehend aus Siliziumdioxid aufweist,
- – Bereitstellen eines Ausgangsstoffes oder einer Mischung mehrerer Ausgangsstoffe, welche in einem LPCVD-Prozess eine Mischung aus Kohlenstoff, Silizium und Chlor abgeben
- – Einbringen der Ausgangsstruktur und des einen oder der Mischung der Ausgangsstoffe in den LPCVD-Prozess und damit
- – Abscheiden einer Kohlenstoffschicht auf den aus Siliziumdioxid bestehenden Abschnitten der Ausgangsstruktur.
- Providing an initial structure whose surface comprises at least portions consisting of silicon dioxide,
- - Providing a starting material or a mixture of multiple starting materials, which emit in a LPCVD process, a mixture of carbon, silicon and chlorine
- - Introducing the starting structure and the one or mixture of starting materials in the LPCVD process and thus
- Depositing a carbon layer on the portions of the starting structure made of silicon dioxide.
Vorteilhaft wird der LPCVD-Prozess unter bestimmten, für günstig befundenen Prozessbedingungen, nämlich bei einer Prozesstemperatur in einem Bereich zwischen 700 °C und 1300 °C und bei einem Prozessdruck in einem Bereich zwischen 100 mTorr und 5000 mTorr durchgeführt wird. Eine geeignete Kombination der Parameter ist z.B, eine Prozesstemperatur von 1020°C mit einem Prozessdruck von 875 mTorr. Dabei besteht eine besonders hohe Verlässlichkeit des Prozesses mit geringster möglicher Ausschussquote.Advantageously, the LPCVD process is carried out under certain favorable process conditions, namely at a process temperature in a range between 700 ° C and 1300 ° C and at a process pressure in a range between 100 mTorr and 5000 mTorr. A suitable combination of parameters is, for example, a process temperature of 1020 ° C with a process pressure of 875 mTorr. There is a particularly high reliability of the process with the lowest possible reject rate.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Ausgangsstruktur neben den aus Siliziumdioxid bestehenden Abschnitten weitere Abschnitte aufweisen, welche z.B. aus Silizium (Si) und/oder Siliziumcarbid (SiC) bestehen. Damit wird erreicht, dass auf diesen weiteren Abschnitten im LPCVD-Prozess eine Siliziumcarbidschicht abgeschieden wird. Diese geht vorteilhaft eine mechanische und elektrische Verbindung mit der abgeschiedenen Kohlenstoffschicht ein und kann diese somit tragen oder stützen. According to an advantageous embodiment of the invention, the starting structure, in addition to the sections consisting of silicon dioxide, may have further sections, which may be e.g. made of silicon (Si) and / or silicon carbide (SiC). This ensures that a silicon carbide layer is deposited on these further sections in the LPCVD process. This advantageously forms a mechanical and electrical connection with the deposited carbon layer and can thus support or support it.
Dies ist besonders auch dann von Interesse und Bedeutung, wenn gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung die aus Siliziumdioxid bestehenden Abschnitte der Ausgangsstruktur unterhalb der Kohlenstoffschicht nach Abschluss des LPCVD-Prozesses ganz oder teilweise, vorzugsweise mittels Gasphasenätzen, entfernt werden. Für das Gasphasenätzen kann vorteilhaft Flusssäure verwendet werden. This is of particular interest and importance if, according to a further development of the invention, the portions of the starting structure consisting of silicon dioxide below the carbon layer are completely or partially removed, preferably by means of gas phase etching, after completion of the LPCVD process. Hydrofluoric acid can be advantageously used for gas phase etching.
Zur Bereitstellung der für das erfindungsgemäße Abscheiden einer Kohlenstoffschicht erforderlichen Substanzen im LPCVD-Prozess kann vorteilhaft als Ausgangsstoff Methyltrichlorsilan verwendet wird. Alternativ kann auch beispielsweise eine Mischung aus Silan, Methan und Chlorwasserstoff verwendet werden. Weiterhin können auch andere Ausgangsstoffe verwendet werden, welche unter den Prozessbedingungen des LPCVD-Prozesses vergleichbare Quellen für Kohlenstoff, Silizium und Chlor darstellen. Zusätzlich können weitere Gase, z.B. Wasserstoff als Trägergas oder Ammoniak als Quelle zur Dotierung der SiC-Schicht hinzugefügt werden.In order to provide the substances required for the deposition of a carbon layer according to the invention in the LPCVD process, methyltrichlorosilane can be advantageously used as starting material. Alternatively, for example, a mixture of silane, methane and hydrogen chloride can be used. Furthermore, other starting materials can be used which represent comparable sources of carbon, silicon and chlorine under the process conditions of the LPCVD process. In addition, other gases, e.g. Hydrogen as a carrier gas or ammonia as a source for doping the SiC layer.
Weiter richtet sich die Erfindung auf eine mikromechanische Struktur oder eine Halbleiterstruktur, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist.Furthermore, the invention is directed to a micromechanical structure or a semiconductor structure which has been produced by the method according to the invention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below. Show it
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Die vorliegende Erfindung nutzt einen LPCVD-Prozess zur Abscheidung von dünnen Kohlenstoffschichten, die beispielsweise, aber nicht notwendig, kristallin sind und auf einer Schicht aus SiO2 sind. Wesentlich bei der Abscheidung dieser Schicht ist, dass kein reiner Kohlenstoff-Ausgangsstoff (Kohlenstoff-Precursor) zum Einsatz kommt, sondern ein Ausgangsstoff oder ein Ausgangsstoffgemisch verwendet wird, der oder das neben Kohlenstoff und typischerweise auch Wasserstoff dem Prozess auch Chlor und Silizium zur Verfügung stellt. Dies kann durch den Einsatz eines einzigen Precursors, wie beispielsweise Methyltrichlorsilan erreicht werden. Denkbar ist auch, etwa drei verschiedene Precursoren zu verwenden, die jeweils eine Quelle für Kohlenstoff, Silizium und Chlor darstellen, wie beispielsweise Silan, Methan und Chlorwasserstoff. Wesentlich ist, dass Ausgangsstoffe verwendet werden, die unter den Prozessbedingungen des LPCVD-Prozesses Quellen für die genannten benötigten Elemente Kohlenstoff, Chlor und Silizium Konzentration darstellen.The present invention utilizes an LPCVD process to deposit thin carbon layers, which are, for example but not necessarily, crystalline and are on a layer of
Mit beispielsweise dieser vorgenannten Gaskombination Silan, Methan und Chlorwasserstoff können im LPCVD-Prozess auf einem einfachen Siliziumsubstrat dünne Schichten aus Siliziumcarbid (SiC) abgeschieden werden. Befindet sich auf dem Substrat jedoch eine Schicht aus SiO2, so wächst unter geeigneten Prozessbedingungen darauf keine SiC-Schicht, sondern eine dünne reine Kohlenstoffschicht, die sich bei geeignet gewählten Prozessparamtern, in einer gewünschten Kohlenstoff-Konfiguration einstellt. Für diesen selektiven Prozess ist es ausschlaggebend, dass eine SiO2-Schicht vorhanden ist und ausreichend Chlor im Prozess vorhanden ist. With, for example, the abovementioned gas combination silane, methane and hydrogen chloride, thin layers of silicon carbide (SiC) can be deposited on a simple silicon substrate in the LPCVD process. However, if a layer of SiO.sub.2 is present on the substrate, no SiC layer grows thereon under suitable process conditions, but a thin, pure carbon layer which, in the case of suitably selected process parameters, develops in a desired carbon configuration. For this selective process, it is crucial that a SiO2 layer is present and sufficient chlorine is present in the process.
Dazu ist bislang bekannt, dass bei Verwendung eines reinen Silizium-Precursors und einer ausreichenden Menge Chlor keine Siliziumabscheidung auf einem SiO2-Substrat stattfindet (s. z.B.
Bei der gleichzeitigen Zugabe von Kohlenstoff, in Form eines Precursors, z.B. Methytricholorsilan (MTS), wird auch weiterhin keine Siliziumverbindung auf der SiO2-Schicht abgeschieden, jedoch eine Kohlenstoffschicht. Um diesen selektiven Prozess zu erreichen sind moderate bis hohe Prozesstemperaturen (700–1300 °C) und niedrige Prozessdrücke (100–5000 mTorr) erforderlich.With the simultaneous addition of carbon, in the form of a precursor, e.g. Methytricholorsilan (MTS), no further silicon compound on the
Die Selektivität des Prozesses gegenüber SiO2 kann vorteilhaft auch dahingehend genutzt werden, dass auf eine Startschicht aus z.B. Si, SiC, eine weitere Schicht aus SiO2 aufgebracht wird und diese SiO2-Schicht dann strukturiert wird. Im folgenden LPCVD-Prozess wächst in den Bereichen ohne SiO2 eine SiC-Schicht auf, wohingegen in den Bereichen mit SiO2 die Kohlenstoffschicht wächst. Diese Kohlenstoffschicht ist beträchtlich dünner als die SiC-Schicht. Zusätzlich entsteht dabei ein mechanischer und ein elektrischer Kontakt zwischen der SiC- und der Kohlenstoff-Schicht.The selectivity of the process over
In
Diese bereitgestellte (Schritt
Die mit dem beschriebenen LPCVD-Prozess erzeugte Halbleiterstruktur
Als Folge des beschriebenen LPCVD-Prozesses sind die Kohlenstoff-Schichten
Für die selektive Kohlenstoffabscheidung
Dieser Prozess kann in vorteilhafter Weise genutzt werden, um Transistoren
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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J. Electrochem. Soc. 1986 volume 133, issue 2, 379–383 [0007] J. Electrochem. Soc. 1986 volume 133,
issue 2, 379-383 [0007] -
J. Electrochem. Soc. 1986 volume 133, issue 2, 379–383 [0029] J. Electrochem. Soc. 1986 volume 133,
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DE102007008562A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-28 | Qimonda Ag | Field effect transistor arrangement |
US7759213B2 (en) * | 2008-08-11 | 2010-07-20 | International Business Machines Corporation | Pattern independent Si:C selective epitaxy |
US8361813B1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-01-29 | Intermolecular, Inc. | Method for generating graphene structures |
CN103311104B (en) * | 2013-06-13 | 2016-01-27 | 苏州大学 | A kind of preparation method of Graphene |
-
2015
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J. Electrochem. Soc. 1986 volume 133, issue 2, 379–383 |
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